初始地应力影响下水平层状岩体隧道支护结构的爆破振动响应特征
于建新1
刘文金1
张馨2
张浩3
1.河南理工大学 土木工程学院,河南 焦作 4540002.中铁十八局集团有限公司,天津 3002223.山东科技大学 山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东 青岛 266590
摘要：目的 为分析水平层状岩体隧道爆破开挖下的围岩稳定性,开展初始地应力影响下水平层状岩体隧道支护结构的爆破振动研究.方法 采用LS-DYNA有限元分析软件,构建3种不同地应力和3种不同爆破参数下的数值模型,计算并分析隧道支护结构典型位置处的动态应力分布特征和振动速度响应规律.结果 结果表明:水平层状岩体隧道爆破开挖下,掌子面后方一定距离内的围岩会随着地应力和炮孔类型的变化出现峰值振速增大现象;掏槽孔爆破掌子面后方10 m处,峰值振速最大增幅1.86倍,辅助孔爆破掌子面后方15 m处,峰值振速最大增幅 1.83倍;掌子面处拱肩峰值振速掏槽孔爆破时,最大是辅助孔的 4.61倍,是周边孔的 41.17倍;随着地应力增大,支护结构不同部位横向和竖向压应力差值逐渐增大,30 MPa地应力下隧道爆破支护结构最大产生186.55 MPa的横向压应力和176.39 MPa的竖向压应力;水平层状围岩掌子面掏槽孔爆破时拱顶和拱肩峰值振速最大,周边孔爆破时峰值振速最小;锚杆动态拉应力在掌子面不同爆破参数下具有近线性的变化规律,掏槽爆破峰值14.21 MPa,辅助爆破峰值5.88 MPa,周边爆破峰值1.36 MPa,呈现递减规律.结论 水平层状岩体隧道开挖中地应力增加会引起支护结构的峰值应力增加,不同爆破参数下掏槽爆破引起的爆破振动最大.
关键词：层状岩体隧道爆破地应力爆破参数数值模拟
分类号：TU45(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家自然科学基金(42107200)河南省博士后科研项目(202101036)河南理工大学杰出青年基金资助项目(J2023-4)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 100-110 )
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